基于遥感和地理信息系统的城市绿量演变及绿量图制作研究

This program takes the TM and SPOT5 images as data source and Wuhan city as the study area, studies the change of urban green volume(UGV)in time series,spatial and patterns and the the method of mapping the UGV. firstly, the community leaf area index (LAI) of different samples in urban green spaces will be measured and the relationship between LAI and vegetation index(VI) will be set up supported with RS and GIS, then the change characters of UGV from 1990 to 2015 will be studied, finally the visible presentation of UGV will be discussed in order to provide a convenient tool for the planning and management of urban green spaces.

本课题针对城市绿量研究中的难点问题，以不同时期的TM和SPOT5影像为信息源，在遥感和地理信息系统支持下和不同绿地植物群落叶面积进行样地实测的基础上，构建城市绿量遥感反演模型，计算武汉市城市绿量，并对武汉市1990-2015年25年间的三维绿量的演变从时间、空间和格局三方面进行研究，探析城市发展扩张过程中绿量的变化特征和规律，为城市绿地系统规划和城市绿化评价提供科学依据，在绿量表达上，通过三维绿量图制作研究，使城市绿量从抽象描述进入直观表达层面，便于绿量概念纳入城市绿地系统规划图之中，实现城市绿量规划的可视化。

运用三维绿量评价城市绿化水平是克服现行绿地评价指标与绿地结构、功能、建设质量脱节问题的有益尝试，本项目在遥感和地理信息系统技术的支持下，分三个方面对城市绿量演变进行了系统研究。1. 以武汉市为研究对象，较为系统地建立了城市绿量计测的方法体系，在对城市绿地叶面积实测的基础上，结合遥感和GIS推导出了具有较高精度的VI-LAI关系方程，研究结果表明：归一化植被指数NDVI与叶面积指数LAI具有较好的拟合关系，其中S型曲线模型Y=e(2.043-1.449/x)拟合度最高，R2值达到0.780，使城市绿量的计测达到了高效、快速、准确的要求，为城市绿地评价从传统的二维覆盖向三维结构方面转变提供了技术支撑。 2. 分不同时期反演了武汉市1990-2016年的城市绿量，并对绿量在时间、空间和格局上的变化进行了研究，运用拟合方程计算城市绿量发现武汉市市域从1996-2016二十年间整体绿量呈波动式上升态势，绿量区间在3.2664* 109-4.1491*109m2之间。武汉市都市发展区1990-2016年绿地面积增加20160.63公顷，绿量总量增加9.04×104公顷；武汉市绿量集中在武汉外围山体以及中心区域的东湖绿楔地带，包括西北部木兰山脉组团，西南部蔡甸山脉组团，东南部江夏山脉组团以及城中东湖磨山组团等，而城中心绿量分布较为分散和破碎。1996-2016年间，武汉市域绿地三维绿量斑块总面积（CA）呈现先上升后缓慢下降的趋势，在2011年达到峰值90763hm2，从2011年之后开始下降。3.为了更加直观的表达城市绿量，项目组构建了三维绿量形态指标体系，提出了等绿量线概念，定义了绿量高原、绿峰、绿谷、绿洞、绿廊、绿网等直观标书城市绿量形态的术语，并对三维绿量制图标准进行了系统研究，分别绘制了武汉市中心城区和公园、风景区的三维绿量图，以等绿量线为基础的三维绿量制图研究，使三维绿量进入城市规划管理和城市绿地系统规划具备了直观、清晰的表达方式。